斜坡式跨江钢栈桥施工工艺

邓宗仁  明昊田

背景    

作为本项目的控制性工程，跨江的梁体结构形式设计为1-64m支架现浇梁+8-48m移动模架现浇梁+（60+96+60）m悬臂浇筑连续梁+8-48m移动模架现浇梁+1-64m支架现浇梁。内河为规划Ⅵ级航道，通航跨径为24m，净高6.5m。跨江钢栈桥的施工作为控制性工程的基础，必须尽早开工，为钻孔桩等下部结构的施工提供作业平台、为各种材料的运输提供道路，为电缆的架设提供依托。

江岸大里程侧有一条河堤路连接县道与栈桥桥头，长约1.5km，宽6.5m，可作为横向便道使用；江岸小里程侧为土路，较窄，需重建后作为横向便道使用，小里程江岸至项目起点共1km，基于此项目提出以下两种方案：

方案一：修建小里程河堤路，素混凝土路面，宽度6.5m，作为横向便道使用，栈桥采用断开形式，预留通航孔。

方案二：小里程侧不设置横向便道，栈桥采用贯通形式，作为纵向便道使用，保证通航段的跨径与净高。

两种方案比选内容如下表：

因此，通过从经济、工期、安全等方面的综合比选，选择方案二斜坡式栈桥进行施工。

一、施工准备  

1、根据地质条件及相关规范，考虑岩层硬度、通航要求、两岸标高等对钢栈桥结构进行设计，通过方案比选得出最优结构，满足结构安全的同时，尽可能地节约成本；

2、保证施工现场“三通一平”，并对拼装场地进行混凝土硬化；

3、做好人员进场的安全技术交底及培训教育；做好机械的日常维护检查。

二、主要人员配备  

主要管理人员及作业人员配备见下表。

三、主要材料与设备配备  

3.1 主要材料性能和质量必须满足设计要求，主要材料的规格见下表。

3.2 主要设备

主要机具设备见下表。

四、施工工艺流程及操作要点  

4.1 施工工艺流程

4.2 操作要点

4.2.1 材料的进场与加工

所有材料的规格、制造工艺必须符合设计和规范要求，并且出具出厂合格证和检验报告。所有材料要进行防腐处理，表面涂刷油漆。

钢管桩接长时焊缝要错开布设，间距不小于 1/8 周长。钢管桩焊缝接口应该全部焊满，焊缝表面应无气泡，最后在钢管对接缝处沿钢管圆周方向贴焊4块150*300*10mm钢板焊接补强。

4.2.2 钢管桩插打

（1）第一跨插打

测量放样出钢管桩的位置，采用履带吊大钩吊住振动锤（在锤头位置系缆风绳），小钩将钢管桩吊起放直，下放振动锤，人工牵动缆风绳，调整夹具位置，使夹具准确牢固夹住钢管桩。打桩过程两人与管桩成直角站立，采用线垂观测，控制管桩垂直度，倾斜度控制在不大于1%。将钢管桩打入地层，打入深度以贯入度和计算入土深度进行双控。两者有异时，以贯入度为准，贯入度控制在2cm/min。

打好第一排钢管桩，将钢管桩切割到设计标高，焊接好钢管桩之间的连接系及剪刀撑，保证桩基础的稳定性。

（2）其余标准跨钢管桩插打

将贝雷片架设于横向分配梁中心，以已架好的贝雷片为基准方向向外依次分别安装2组贝雷片。用吊车将导向架吊装在贝雷梁上，根据图纸计算出需打设钢管桩位置，调节导向架。导向架经复核准确无误后，用螺栓将导向架固定在贝雷梁上，通过在导向架与贝雷片的接触点，加减钢垫板，使导向架始终保持水平。依次向前插打钢管桩。

（3）通航跨钢管桩插打

通航段跨距为24m，履带吊无法直接一步到位，需要先在12m跨距处插打临时钢管桩，设置临时通道，履带吊在临时通道就位进行插打，在通航段贝雷梁安装后，将临时管桩拆除，依次向前施工。

4.2.3 桩顶横梁安装

在钢管桩顶部切割40cm深凹槽，将横梁嵌入凹槽内，并采用周边焊与钢管桩连接。横梁顶部与底部均焊有缀板，横梁底部与钢板之间采用单面角焊缝焊接固定，钢板与钢管桩之间采用双面角焊缝，焊缝高度及宽度满足规范要求。横梁设置限位装置以防移位。

4.2.4 贝雷桁架主梁拼接与安装

贝雷主梁在拼装场地内拼装完成，下垫枕木，用吊车将贝雷逐片吊起，用桁架销子相互连接接长。连接桁架的所有螺栓螺帽必须拧紧，桁架销子穿接到位后必须插好保险销。

主梁安装采用80t履带吊吊装就位。架设贝雷梁时要使梁的3米连接点坐落于垫梁顶部的钢垫板上，保证贝雷梁的受力点与设计吻合。保证所有垫梁上的钢垫板均要与贝雷梁下旋杆采用U型卡锁定，贝雷梁间采用标准0.9米架连接。

斜坡段贝雷片与下弦杆底部相接处采用钢板支垫，钢板下部与承重梁焊接固定，贝雷片下弦杆搁置与钢板上方，贝雷片采用[8槽钢制作而成的限位件进行固定，防止贝雷片下滑与左右偏移。

4.2.5 桥面板铺装

栈桥平台桥面分配梁采用20工字钢。斜坡段分配横梁要焊接限位装置。

分配梁吊装完成后，依次进行定型桥面钢板安装。对于斜坡段的桥面板，为防止车辆在上下坡时打滑，在桥面加焊HRB400直径12mm钢筋作为防滑条，间距20cm。

4.2.6 桥面防护施工

护栏按照设计要求进行焊接安装，完成后涂饰红白相间油漆，并在护栏上适当位置安装警示灯及安全警示标志，电缆敷设于封闭式电缆槽内，每隔50m挂1对救生圈及长绳，两岸各设救生船1艘。

4.2.7 栈桥的拆除

拆除工艺流程:桥面系及附属拆除→贝雷梁拆除→拆除桩顶双拼40a工字钢横梁→拔出钢管桩。采用“钓鱼法”施工，使用履带吊、DZ90型振动锤逐跨拆除栈桥桥面结构、拔除钢管桩基础。

五、钢栈桥的日常管控  

5.1 监控量测

1、监测项目包括：栈桥位移变形的监测、栈桥沉降变形的监测。

2、监测点设置于每组主横梁上，两侧各一个，用以反映桩基础的变形情况，全桥共80组横梁，设置观测点160个。

3、变形的监测遵循三定原则，定人、定仪器、定时间，安排专人使用专用仪器按照批复的监控量测方案对栈桥进行监测，保证数据能够准确的反映变形的特征，为数据的分析提供可靠的依据。

4、加强对埋设测点的保护，每次监测前对测点进行检查确认，以防由测点问题干扰变形数据的采集。

5、现场测量及时逐级上报监测情况和问题，并提供切实可靠的数据记录。

5.2 日常检查维护

1、日常检查内容：栈桥、平台钢管桩的冲刷情况、贝雷梁桁片连接销及保险销等处紧固情况、桥面板发生翘曲或损坏情况、贝雷片、横撑、斜撑等构件的各个部位有无损伤、变形、油漆脱落、锈蚀情况等。

2、发现脱扣、悬空状态情况，及时组织人员进行修补；对于栈桥有损伤、变形的部位，加强该部位的监控频次，分析损伤、变形的发展趋势，必要时进行彻底更换；对于锈蚀部分清污后喷漆处理，必要时进行彻底更换；对于焊缝脱开情况，立即组织人员进行补焊；对于桥面板、防滑钢筋、护栏发生翘曲或损坏的部位，及时补焊修复或更换。

3、每月定期一次或洪水、台风过后，检查测量栈桥、平台钢管桩的冲刷情况，如发现冲刷过大的情况，立即组织人员采用抛砂袋、片石的办法进行维护。

4、检查栈桥门禁、救生设备、限载标志、限速标志是否齐全，是否正常使用。

5.3 其他注意事项

通过偏载计算，旋挖钻机走行时偏位控制在0.45m范围内满足受力要求，采取专人指挥及在栈桥桥面画线比照方式进行控制。

六、质量控制  

6.1 验收依据

（1）《高速铁路桥涵工程施工技术规程》（Q/CR 9603-2015）；

（2）《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB 10752-2018）；

（3）《铁路工程测量规范》(TB10101-2009)；

（4）《钢结构设计规范》（GB50017-2014)；

（5）《装配式公路钢桥使用手册》；

（6）相关的标准图、通用图、参考图和有关设计标准。

6.2 验收程序

按照国家建筑工程有关质量分项的子项要求，参照有关质量评价验收的具体规定，由项目质量员、试验员、项目技术负责人对各具体分项进行检查评价合格后，报监理工程师，由监理工程师(建设单位项目技术负责人)组织施工单位项目专业质量(技术)负责人等进行验收。

对于监理工程师复验结果有不合格的项目，由项目部认真落实整改，合格后再次进行报案程序。

6.3 关键部位质量要求

6.3.1 钢管桩及钢护筒制作验收标准

6.3.2 钢护筒制造允许偏差及验收标准

6.2.3 钢管桩及钢护筒插打验收标准

6.2.4 栈桥上部结构验收标准

（1）型钢、桥面板制作验收标准

①型钢按设计要求截断，断面要平滑，下料长度按照设计要求，其偏差不大于±1cm。

②桥面板为工厂制作标准化模块，其加工尺寸偏差不大于±10mm，宽度误差控制在-5mm 以内。

③栏杆为标准件，其制作要符合设计要求。

④小型构件的外形轮廓清晰、线条直须，无翘曲现象。

（2）贝雷梁、型钢梁、桥面板安装验收标准

贝雷梁、型钢梁安装的允许偏差

桥面板安装的允许偏差

6.2.5 质量保证措施  

（1）要求焊工持证上岗，严格控制焊缝质量，加强焊缝检查，工艺必须符合设计和规范要求，确保制造质量。

（2）在钢管接长过程中，要专人检查对接焊缝质量，两桩之间要顺直，且在对接环向焊缝外焊装设计数量的加强板。

（3）贝雷梁在安装过程中，要严格检查每一个螺栓的联结，有损伤的杆件及时更换。

（4）桥面板与贝雷梁组之间的限位应焊接牢固，贝雷梁之间的连接系螺栓应拧紧。栏杆立柱应牢固焊装在桥面板两端预埋件上。

（5）严格控制钢管桩下沉质量

a.打桩前应详细了解现场的工程地质情况，同时做好设备的检查工作，防止打桩过程中出现事故而使施工中断，引起间歇后沉桩阻力增大，导致钢管桩打不到设计标高。

b.钢管桩下沉过程中打桩机应精确定位稳定，以提高钢管桩的定位精度。

c.打桩过程中要经常检查桩身的垂直度，出现贯入度反常、桩身倾斜、位移等异常情况时，要找出原因并停止打桩，待查明原因并进行必要的处理后，方可继续进行施工。

d.在插打过程中定时检测钢管桩的平面偏移和垂直度。

e.打桩时，技术人员应实时观测、记录钢管桩和钢护筒的入土深度及贯入度、锤击数，做好施工记录。

f.以桩底标高及贯入度两项指标同时进行控制，若桩尖标高难以达到设计标高，应及时进行设计复核。

g.水中已沉放的钢管桩按设计要求及时安装桩间连接系，尽量缩短单桩抗水流时间。

七、安全措施  

1、所有水上作业人员均配备安全帽、救生衣、防滑胶鞋、安全带等安全防护用品，保证施工和人身安全。

2、遇4级以上风力天气，停止管桩打设工作，遇风力5级以上时停止一切水上作业，所有水上设施采取有效措施保护和固定。

3、钢栈桥施工过程中要加强检查验收，由于施工环境较差、连接节点较多，要确保每个连接节点的可靠性与安全性。

4、钢栈桥成桥使用过程中，要定期对栈桥进行检查、维修，重点观测桥梁基础沉降，及时对栈桥进行加固整修，以保证栈桥的使用安全。

5、在两侧桥头设置安全标识：栈桥两头设非施工车辆禁止驶入警示牌、限速5km/h、限重140t、两辆满载罐车不允许同一桥跨超车。

6、安排专人负责指挥栈桥车辆通行及施工作业。未经允许严禁与施工无关的人员到栈桥上参观、游玩。栈桥设置为双车道，但履带吊工作时任何车辆不允许出现在同一跨上。

7、在通航孔上、下游迎船一面的两侧桥墩各垂直安装3盏桥柱灯(共12盏)，灯质为绿色定光。每一侧桥柱专门设置有供桥梁维护用爬梯通道，航标灯维护人员可从此通道对航标灯进行维护。

八、环保措施  

1、施工前项目部组建环境保护小组，设专职负责人。

2、对所有参建员工进行教育，提高保护意识，把学习和教育贯穿到工程施工的始终，使所有员工明确环境保护的重要性。

3、做好栈桥搭设及使用过程中杂物、垃圾的处理措施，集中将杂物、垃圾打堆运至岸上，确保杂物、垃圾不抛入航道中。

4、项目部定期派专人清理栈桥上杂物、垃圾。

5、项目部环境保护小组定期开展环保检查，及时处理破坏环境的行为。

6、开工前组织全体员工进行生态资源环境保护知识的学习，增强环保意识，保证环保工程质量，采取有效措施，使施工过程对生态环境的损害降低到最低程度。施工期不影响当地道路和交通设施的使用，不影响群众的通行，不影响当地居民的生活和工作。

7、施工用地统筹规划，合理布置。生产生活设施均应布置在用地线以内，尽量不破坏原有植被，不随意砍伐树木，并在其周围植草或植树绿化，创建优美环境。

8、做好生产、生活的卫生工作，保持工地整洁，定时打扫，垃圾定点存放，定期运到环保部门指定的位置，定点投药，防止蚊蝇鼠虫滋生传播疾病。

9、在施工前做好各类市政管线的调查，施工中做好防护，防止施工破坏管线，并对施工影响范围内的管线进行监测，发现过量变形，及时采取加固措施。

10、爱护和保护现有文物古迹，发现地下文物，保护现场，及时上报。

11、严格履行各类用地手续，按规定的施工场地组织施工，不乱占地、不多占地。

本文作者为中铁北京工程局（天津）工程有限公司广湛铁路项目部员工。